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OSI – Referenzmodell: (Grundlagen):

(Open System Interconnect)

Um den Sinn des OSI ‑ Referenzmodells verstehen zu können, macht man sich am besten einmal klar, wie die Kommunikation in einem Netzwerk abläuft und welche Arbeitsschritte bereits in jeder Komponente des Netzes ablaufen, bevor die Daten als elektrische Impulse über das Medium wandern. Das nachstehende Bild zeigt dies beispielhaft anhand der Abfrage einer Webseite. Besonders wichtig ist, dass mit Ausnahme der untersten jede Etage" der Abbildung nur virtuell mit der Gegenstelle kommuniziert. Der wirkliche Datenfluss läuft in senkrechter Richtung.

-          mit der gleichen Schicht der Gegenstelle nur virtuell (scheinbar) kommunizieren.

-          die darunter liegende Schicht als Dienstleister für diese Kommunikation nutzen. Jede Schicht erzeugt Ergebnisse und wird auf einer anderen Schicht weitergegeben.

-          der nächst höheren Schicht Dienste erbringen

-          Datenübertragung

-          E – Mail

-          Terminaldienste

-          verteilte Prozessausführung

-          Datenbankzugriff

Die Zielsetzung von OSI besteht darin, ein offenes Kommunikationssystem zu ermöglichen. Im Gegensatz zu geschlossenen Systemen können offene aufgrund ihrer Konzeption mit Endsystemen anderer Ausprägung zusammenarbeiten. Ein offenes System besteht aus zwei Komponenten: dem realen System mit Computer, Software, Ein­ und Ausgabegeräten, Terminals, etc. auf der einen sowie dem Kommunikationsverhalten des Systems auf der anderen Seite. Das OS I – Modell beschreibt eben dieses Kommunikationsverhalten in seinen einzelnen Funktionen. Es definiert die Komponenten der Datenkommunikation und setzt diese zueinander in Beziehung.

Das OSI ‑ Referenzmodell unterteilt ein System in insgesamt 7 Schichten, wobei zwei große Gruppen ‑ die transportorientierten (1‑4) und die anwendungsorientierten (5‑7) Schichten ‑ unterschieden werden. Jede Schicht ist mit spezifischen Aufgaben betraut.

Es gibt sieben Schichten:

-          1   Physical Layer          Bitübertragungsschicht       (Hub, Repeater)

-          2   Data Link Layer        Sicherungsschicht              (Bridge, Switch)

-         3   Network Layer          Vermittlungsschicht           (Switch mit Routingfunktion)

-          4   Transport Layer       Transportschicht

-          5   Session                        Kommunikationsschicht

-          6   Presentation Layer   Darstellungsschicht

-          7   Application Layer      Anwendungsschicht

Schichten 1 – 4: Transport

Schichten 5 – 7: Anwendung

Schicht 1: Bitübertragungsschicht (Physical Layer) ► ausführlich HIER

Legt die Daten auf das Übertragungsmedium. In dieser Schicht geht es nur noch um die physikalische Übertragung und den Empfang von Daten. Hier werden nur noch elementare Fehler erkannt (Kabel nicht eingesteckt).

Schicht 2: Sicherungsschicht (Link Layer) ► ausführlich HIER

Überträgt Datenpakete über das Netz zur Zieladresse. Dazu werden die Datenpakete mit einer Codierung zur Erkennung von Übertragungsfehlen versehen und eingehende Pakete auf fehlerfreie Übertragung geprüft. Falls der Code eine direkte Fehlerkorrektur ermöglicht, wird diese durchgeführt. Andernfalls wird der Fehler "nach oben" gemeldet.

Zudem muss die Sicherungsschicht den Medienzugriff ermöglichen. Dazu muss sie erkennen, wann Daten geschickt werden dürfen und im Falle einer Kollision die Übertragung wiederholen.

Schicht 3: Vermittlungsschicht (Network Layer) ► ausführlich HIER

Übernimmt die Suche eines Weges durch das Datennetz zum Zielrechner (Routing). Dazu muss die Vermittlungsschicht wissen, welcher Rechner auf welchem Weg zu erreichen ist. Die Rechner werden dabei mit logischen, meist hierarchisch aufgebauten Adressen identifiziert. Die Vermittlungsschicht ermittelt, über welches Gerät (z.B. einen Router) die Zieladresse erreichbar ist und ergänzt das Datenpaket mit der Hardwareadresse des vermittelnden Geräts. Die niedrigeren Schichten erhalten also auf jeden Fall eine Adresse, die direkt per Leitung zu erreichen ist. Sind Netze über einen Router gekoppelt, stellt dieser einen doppelten Protokollstack dar, der nur bis zur Vermittlungsschicht reicht:

Transportschichten:

Schicht 4: Transportschicht (Transport Layer) ► ausführlich HIER

Ermöglicht eine möglichst sichere und fehlerfreie Verbindung über das Netz. Dazu leistet die Transportschicht Aufgaben wie z.B.: Bestimmung optimaler Wege im Datennetz, Flusskontrolle, Fehlererkennung und ‑behebung auf Paketebene. Zudem zerlegt die Transportschicht die Daten in Pakete gemäß der für die niedrigeren Schichten festgelegten maximalen Paketgröße. Eingehende Pakete werden in der richtigen Reihenfolge wieder zusammengesetzt.

Schicht 5: Kommunikationssteuerungsschicht (Session Layer) ► ausführlich HIER

Ermöglicht den Aufbau virtueller Verbindungen. Der Session Layer enthält dazu Funktionen zum Aufbau, Betrieb und Abbau von Verbindungen. Er kann auch Anforderungen an die Dienstgüte ermöglichen. Von der niedrigeren Schicht erwartet er eine fehlerfreie Übertragung von Datenpaketen. Bei nicht behebbaren Fehlern muss der Session Layer informiert werden, um selbst eine Fehlerbehebung auf höherem Protokollniveau zu versuchen oder die Verbindung abzubrechen.

Schicht 6: Datendarstellungsschicht (Presentation Layer) ► ausführlich HIER

Dienste für die Anwendungsschicht zur Interpretation der ausgetauschten Daten. Ist eigentlich dazu gedacht, der Anwendung eine definierte Datenstruktur und Methoden zu ihrer Manipulation zur Verfügung zu stellen. Die Datendarstellungsschicht übernimmt dann die Umsetzung in konkrete Protokolle. In der Praxis sind die Schichten 6 und 7 fast immer zusammengefasst.

Schicht 7: Anwendungsschicht (Application Layer) ► ausführlich HIER

Ermöglicht die Kommunikation von Anwendungsprogrammen.

Die Schicht 7 umfasst dabei nur die Funktionen, die Anwendungsprogrammen zur Verfügung gestellt werden, nicht die Anwendungsprogramme selbst. Umgekehrt kann aber ein Anwendungsprogramm auf einer niedrigeren Protokollschicht aufsetzen und bildet damit alle darüberliegenden Protokollschichten selbst ab.

Letztlich bilden die Protokolle der Anwendungsschicht die Schnittstelle zu den Anwendungsprogrammen.

Mit FTP und HTTP seien nur zwei Vertreter erwähnt.

TCP/IP vs. OSI-Modell:

Die TCP/IP-Architektur hatte sich bereits durchgesetzt, als die International Standardisation Organisation (ISO) ihr Modell eines Internet-Protokollstacks Open System Interconnection (OSI) veröffentlichte. Letztlich basierte das OSI-Modell auf den Erfahrungen von TCP/IP, aber es konnte sich bis heute in der Praxis nicht durchsetzen.

Der Grund für den Erfolg des TCP/IP-Ansatzes ist nicht allein in der BSD-Implementierung zu suchen. Es hat sich auch gezeigt, dass die gewählte Struktur den Zusammenhängen zwischen den Komponenten der Hardwareebene wie auch der Anwendungsebene besser gerecht wird. So liefern Hersteller der Übertragungstechnik die Software der Ebenen 1 und 2 mit dieser aus, während der Anwendungsentwickler seine Applikation mit Eigenschaften der »oberen« OSI-Schichten ausstattet.

Nicht zuletzt verfügt jedes Betriebssystem, das den Zugang zum Internet ermöglicht, über eine Implementierung des TCP/IP-Protokollstacks.

siehe auch: die Netzwerk-Protokolle in OSI